农业气象学作业1文档格式.docx

农业气象学作业1文档格式.docx

《农业气象学作业1文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《农业气象学作业1文档格式.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

放射能力弱者，吸收能力也弱，黑体的吸收能力最强，所以它也是放射能力最强的物体。

（2）对同一物体，如果在温度T时它放射某一波长的辐射，那么，在同一温度下它也吸收这一波长的辐射。

（二）斯蒂芬-波尔兹曼（Stefan-Boltzmann）定律

物体的放射能力是随温度、波长而改变的。

黑体的总放射能力（ET）与它本身绝对温度（T）的4次方成正比。

即：

ET=σT4

式中σ=5.67×

10-8W/（m2·

K4）为斯蒂芬-波尔兹曼常数，T为绝对温度。

推论：

物体温度愈高，其放射能力愈强。

（1）T越高，曲线下面积越大，发出的总辐射就越多；

（2）温度高的物体在任何波长所发射的辐射通量密度都大于温度低的物体;

（3）温度高的物体发射的辐射波长范围比温度低的更大；

（4）发射辐射波长峰值（即在这一波长发出的辐射通量密度最大）随T下降向右偏移，即随温度降低，发射辐射的波长峰值就越长。

（三）维恩位移定律

绝对黑体的放射能力最大值对应的波长（λm）与其本身的绝对温度成反比。

λm=C/T或λmT=C。

如果波长以nm为单位，则常数C=2897×

103nm·

K,于是λmT＝2897×

103nm·

K

1）物体的温度愈高，它向外放出辐射光谱中具有最大能量所对应的波长愈短。

如恒星随温度不断增高，发出的光由红橙色转变为青蓝色（波长由长波向短波方向位移）、太阳辐射。

（2）物体的温度愈低，它向外放出辐射光谱中具有最大能量所对应的波长愈长，长波辐射。

如地面辐射和大气辐射。

三、大气对太阳辐射的减弱

1、方式：

吸收、散射、反射

2、减弱因素：

大气质量、大气透明系数

3、大气对太阳辐射的减弱规律：

（布格尔-兰勃特定律）

地表垂直于太阳光线平面上的太阳辐射强度随大气透明系数增大而增大，随大气光学质量增加而减小。

四、到达地面的太阳总辐射由太阳直接辐射强度和天空辐射强度组成。

五、太阳总辐射强度及其影响因素

太阳总辐射强度（Q）：

太阳直接辐射强度（S’）和天空辐射强度（D）的总和。

Q=S’+D

影响因子：

（1）h：

太阳总辐射与太阳高度（h）呈正相关关系。

总辐射以夏至最大、冬至最小。

（2）P：

大气透明度差，到达地面的太阳直接辐射减少，故太阳总辐射减少。

（3）m：

大气质量（m）愈大，到达地面的太阳总辐射愈少，故清晨和傍晚太阳总辐射弱，中午时太阳总辐射强。

（4）纬度：

纬度愈高，h愈小，阳光穿透的大气量愈多，太阳直接辐射愈低，故太阳总辐射愈少。

（5）海拔：

海拔愈高，太阳直接辐射愈强，散射辐射愈弱，则地面接受的太阳总辐射愈强。

（6）坡度、坡向：

北半球北回归线（23.5°

N）以北地区，纬度愈高，愈是表现出南坡向阳、北坡背阴，冬季比夏季显著。

（7）云一般云愈厚、愈多，太阳直接辐射愈弱，散射辐射的比例增大。

六、地面反射影响反射率的因素：

1、颜色：

深色土壤小于浅色土壤。

2、土壤湿度：

潮湿土壤小于干燥土壤。

3、表面粗糙度：

平面大于粗糙面。

4、下垫面：

新雪表面大于陈雪表面；

有雪表面大于裸露表面大于有植被的表面。

七、地面辐射（Ee）：

地面昼夜不停的向外放射辐射能，称为地面辐射。

大气（逆）辐射：

大气直接吸收太阳辐射很少，它主要吸收地面辐射而维持其一定温度，大气向外的辐射称大气辐射。

地面有效辐射地面辐射与被地面吸收的大气逆辐射之差，亦称净红外辐射

影响因素：

地面温度、空气温度、空气湿度、云况、风力、海拔、地面状况和植被等。

（1）地面温度高时，若其他条件不变，则Ee增强，E0也增大；

（2）空气温度高时，若其它条件不变，则Ea增强，E0减弱；

（3）空气湿度大时，若其它条件不变，则Ea增强，而E0减弱；

（4）云多云厚时，Ee受阻，Ea则显著增强，E0明显减弱地面降温慢。

（5）无风或微风的晴夜，地面空气流动混合差，有利于地面辐射冷却降温。

（6）海拔高，大气透明度大，则Ee增强，Ea减弱，从而E0增大，故高温海拔地区降温快。

（7）植被覆盖层下比裸地E0小，降温慢。

地面辐射差额在单位时间内，地面所吸收的辐射与放出的辐射之差，也称地面净辐射（B）。

八、不同波谱段的生物学意义

1、紫外辐射：

短波抑制作物生长，杀死病原孢子。

波长小于290nm的短紫外线对生物有杀伤作用。

长波能促进种子萌发、果实成熟和提高果实品质。

2、可见光辐射：

对植物生活机能起决定性作用。

对有机质合成和植物产量形成有实际意义的波谱段为400~760nm的可见光谱区，其中最有效的是红橙光合蓝紫光。

3、红外辐射：

波长大于1000nm，对植物无特殊效应。

波长在710~1000nm，是对植物细胞有伸长作用的光谱带。

红外辐射主要是增热地面、大气和植物体，为生物生长发育提供必需的热量条件。

九、日照时间与作物引种

（1）纬度相近的相同海拔地区间引种，因日照时间相近，引种成功率大。

（2）短日性植物

北种南引后，南方生长季内光照时间缩短，促进作物生长发育，使生育期缩短；

而平均温度高，也促进作物发育，光温作用“相互叠加”，作物生育期过短，营养体小，产量低，引种不易成功，应引种晚熟或感光性弱的品种。

南种北引后，北方生长季内光照时间增长，抑制作物发育，使生育期延迟，甚至不能开花结实；

而平均温度低，也抑制作物生长发育，光温作用“相互叠加”，作物不能正常开花、结实，不能成熟，引种不易成功。

应引种早熟或感光性弱的品种。

（3）长日性植物

南种北引后，北方生长季内光照时间增长，促进发育速度，使作物生育期缩短；

而平均温度低，抑制作物发育，使作物生育期延迟，光温作用“相互抵消”，作物能正常开花、结实，成熟，引种易成功。

北种南引后，南方生长季内光照时间缩短，抑制作物生长发育，使作物生育期延迟；

而平均温度高，促进作物生长发育，光温作用“相互抵消”，作物能正常开花、结实，成熟，引种易成功。

因此，从实际情况看，长日性作物的引种比短日性作物要相对容易成功。

第3章温度

一、物质的热特性包括：

热容量、导热率、导温率等。

（一）热容量描述土壤热容量的物理量有容积热容量和质量热容量。

土壤热容量分析

研究土壤温度变化常用，多采用容积热容量。

热容量大的物质得到或失去相同热量的条件下，升温和降温都较热容量小的物质变化缓和。

在土壤的组成物质中，空气的热容量最小，水的热容量最大，固体成分介于两者之间。

影响土壤热容量改变的主要原因是土壤中的水分和空气所占比例。

土壤湿度增大，空气含量少，热容量大，土壤湿度小，空气含量多，热容量小。

热容量还与土壤空隙度增大而减小。

土壤导热率分析

土壤中固体成分的导热率最大，水居中，空气最小。

土壤含水量↑，土壤导热率↑；

土壤孔隙度↑，土壤导热率↓；

有机质含量↑，导热率↓。

土壤导温率分析

土壤湿度较小的情况下，导温率随着土壤湿度的增大而增加；

当土壤湿度增加到一定程度后，土壤导温率却呈现出减小的趋势。

二、地面和空气之间的热量交换

1、辐射热交换：

任何温度在绝对零度以上的物体，都能通过辐射的放射和吸收，进行着热量交换。

下垫面和大气之间热量交换的主要方式。

2、分子传导热交换：

物质通过分子碰撞，所产生的表现为热量传导的动能交换方式。

土壤中热量交换的主要方式。

3、潜热交换：

物质在进行相态变化时所发生的热量交换。

下垫面和大气之间的间接能量交换方式。

空气之间的热传导按流体流动的方向性分为：

对流、平流和乱流。

3、下垫面的热量收支差额

R=P+B+LE

吸收热量>

放出热量，地面升温；

吸收热量<

放出热量，地面降温；

吸收热量=放出热量，地面恒温。

热量收支差额是决定地面温度变化的重要因素。

R以辐射方式进行的热量交换

P地面与近地气层之间以对流和乱流方式进行的热量交换

B表示以分子传导方式进行的热量交换

LE表示通过水份蒸发和凝结进行的热量交换

四、土温、水温、气温

五、逆温：

在一定条件下，某气层出现温度随高度增加而增加的现象。

分类：

辐射逆温、湍流逆温、平流逆温、下沉逆温、地形逆温、锋面逆温和融雪逆温等。

1、辐射逆温：

夜间由地面、雪面或冰面、云层顶部等辐射冷却形成的逆温。

厚度：

一般为200~300m。

高纬地区冬季有时可达2000m左右。

出现时间：

大陆上常年都可出现，以冬季最强，夏季最弱。

2、平流逆温：

当暖空气平流到冷的下垫面上，使下层空气冷却而形成的逆温，称为平流逆温。

3、农业上对逆温的应用

（1）霜冻发生时,多有逆温层存在,采用熏烟的方法,预防霜冻效果好。

（2）夏季清晨，多存在逆温，喷（喷雾）农药，防治病虫害效果好。

（3）秋季，将要晾晒的农副产品，置于离地面2米以上，能避免地温过低受冻。

（4）果树嫁接时，嫁接部位处于逆温层的中上部，避开低温层，嫁接部位能够安全过冬。

六、农业界线温度：

具有普遍意义的，标志着某些物候现象或农事活动的开始、转折或终止的日平均气温。

七、积温的种类与求算方法66

高于生物学下限温度（B）的日平均温度称为活动温度。

一段时间内活动温度的总和称活动积温

活动温度与生物学下限温度之差称有效温度。

一段时间内有效温度的总和称有效积温（A）。

八、光温综合作用对作物引种的影响

引种方向

作物特性

光温综合作用的影响

南种北引

短日照作物

温度降低→生长发育减慢

光温叠加

光照延长→生长发育延迟

长日照作物

光温抵偿

光照延长→生长发育提前

北种南引

温度升高→生长发育加快

光照缩短→生长发育提前

光照缩短→生长发育延迟

第四章水分

一、空气湿度的表示法

空气湿度：

表示空气中水汽含量多少或空气潮湿程度的物理量。

空气湿度特征量：

水汽压、绝对湿度、相对湿度、饱和差和露点温度等。

1、空气中的实际水汽压与同一温度的饱和水汽压的百分比，称为相对湿度（r）。

相对湿度与水汽压成正比，与饱和水汽压成反比。

而相对湿度的大小，不仅随大气中的水汽含量而变，同时也随气温而变。

相对湿度与温度成反比关系。

2、饱和差：

在一定的温度条件下，饱和水汽压与此时空气的实际水汽压之差，称为饱和差（d）。

d=E-e

饱和差的大小表示空气中实际水汽含量距离饱和的程度。

当温度升高时，空气中的水汽压增幅较小，饱和水汽压增幅较大，饱和差增大；

温度降低时，饱和水汽压降低幅度大于空气中的水汽压，饱和差减小。

此外，饱和差的大小可表示水分的蒸发能力。

气温愈高，饱和差愈大，蒸发强烈；

气温愈低，饱和差愈小，蒸发缓慢

3、露点温度：

空气中水汽含量不变、气压一定的条件下，当气温降低到空气中水汽达到饱和时的温度，称为露点温度（td）。

露点温度从形式上看是温度，但它也表示空气中水汽含量的多少，即表示空气湿度。

当气压一定时，露点温度的高低只与空气中水汽含量有关，空气水汽含量多，露点温度高；

空气水汽含量少，露点温度低。

4、温度露点差（t-td）

空气处于未饱和状态时，露点温度比气温低（t<

td）；

当空气中水汽含量达到饱和时，露点温度便与气温相等（t=td）。

因此，根据气温和露点温度的差值，可以大致判断空气中水汽含量距离饱和的程度。

二、空气湿度的变化

1、相对湿度的日变化和年变化

相对湿度的日变化

（1）内陆：

相对湿度的日变化与气温的日变化相反

（2）沿海：

在海滨或湖泊附近，受海陆风或湖岸风的影响，相对湿度的日变化与气温一致。

相对湿度的年变化

（1）内陆地区，相对湿度的年变化与气温年变化相反，夏季最小，冬季最大。

（2）季风盛行地区，由于受到海洋水汽的影响，相对湿度的年变化与气温年变化一致，夏季最大，冬季最小。

影响蒸散的因素农田土壤蒸发和蒸腾之和称为蒸散

1、气象因素：

辐射差额、温度、湿度和风等。

2、植物因素：

植物覆盖度、植物种类、生长发育状况等。

3、土壤因素：

土壤通气状况、土壤含水量、土壤水的流动情况等。

3、提高水分利用率

农业中采用灌溉时间和方式、种植方式、屏障、覆盖、染色、作物与品种配置、合理施肥、农田基本建设等提高植物的水分有效利用率。

大气中水汽凝结的条件：

（1）大气中的水汽含量必须达到过饱和状态。

（2）足够的凝结核（或凝华核）。

空气冷却的主要方式辐射冷却接触冷却绝热冷却混合冷却

四、地面上的凝结物

1、露：

是贴地层中的水汽在地表或地表覆盖物的表面上凝结成的水滴（Td>

0）。

2、霜：

贴地气层空气的温度必须降低到0℃以下（Td<

0），空气中的水汽直接凝华成冰晶。

五、雾：

在近地面气层中漂浮着极小的水滴和冰晶，弥散在空气中，使能见度降低到1km以下，

雾的分类辐射雾平流雾平流辐射雾混合雾蒸发雾山坡雾锋面雾

雾对作物的影响

1、雾遮蔽光线，使作物的光合作用受阻。

2、雾降低了到达地面的短波紫外线，造成农作物的徒长。

3、雾易引起病虫害的发生。

4、雾对水果的产量、品质造成影响。

三、降水的特性

一）降水量从云中降落到地面未经蒸发、渗透和径流所聚集的水层厚度，以mm表示。

广义的降水量是雨、露、霜、雾、霰、雹之和。

（二）降水强度单位时间的降水量称为降水强度，用mm/d表示。

（三）降水变率用于反映一个地区降水的变化情况（稳定程度）。

分为绝对变率和相对变率。

四）降水保证率降水保证率是表示某一降水量出现的可靠程度大小，为防旱、防涝提供依据。

第五章气压与大气运动

（一）气压的日变化

最高值：

9~10时；

最低值：

15~16时；

次高值：

21~22时；

次低值：

3~4时。

气压日变幅随纬度增高而减小。

（二）气压的年变化

大陆：

冬季气压高，夏季气压低；

海洋则相反。

地面气压的年变幅：

大陆>

海洋，高纬度>

低纬度，地势低>

地势高。

气压系统101

作用于空气的力水平气压梯度力水平地转偏向力惯性离心力摩擦力

对以上四种力作一个简要总结

1、水平气压梯度力是形成风的原动力，是最基本的力，其它力是在空气开始运动后才产生和起作用的。

2、由于地转偏向力和惯性离心力只能改变空气运动方向，不能改变运动速度。

而摩擦力可以改变空气运动速度，不能改变运动方向。

3、赤道附近的空气运动，地转偏向力可忽略不计。

空气作近于直线运动时，惯性离心力可忽略不计。

摩擦力只在地表面上空1-2Km的摩擦层内起作用，而在自由大气层中可忽略不计。

风的变化

（一）日变化近地层白天午后最大，夜间和清晨最小；

上层白天午后风小，夜间风大晴天>

阴天，陆地>

海洋

（二）风速的年变化一般北半球中纬度地区，冬季最大，夏季最小；

我国大部份地区春季是冷暖空气交替时期，所以春季风最大。

（三）风速随高度的变化

摩擦层：

风速随高度增加而增大。

摩擦层顶：

风速接近地转风，风向与等压线平行。

贴地层：

风速随高度增加很快，向上逐渐减慢。

海陆上空大于陆地上空，沿海大于山区。

（四）风的阵性

地面粗糙不平，阵性增强；

高度增加，阵性减弱；

白天比夜间明显，午后最显著。

三圈环流115

大气活动中心大气活动中心——这种由于海陆热力差异，割断了气压带，而形成的高、低气压中心

季风：

大范围地区的盛行风向随季节而改变的现象，称为季风。

类型：

赤道季风、热带季风、东亚季风（副热带季风、温带季风）

成因：

海陆冬夏热力差异（主要成因）、青藏高原的影响

海陆风（出现在沿海地区或岛屿上）

海陆昼夜热力差异。

白天近地面气流：

海洋陆地海风夜间近地面气流：

陆地海洋陆风

季风与海陆风的比较

成因

范围

周期

强度

关系

季风

①冬夏海陆热特性的差异

②行星风带的季节性位移

距沿海几百至上千公里

年

东亚季风是冬季风强于夏季风

夏季风类似于海风

冬季风类似于陆风

海陆风

日夜海陆热特性的差异

仅距沿海几十公里

日

海风强于陆风

二、山谷风（出现在山区）

山谷山坡谷风（上坡风）夜间近地面气流：

山坡山谷山风（下坡风）

第六章

气团大范围的空气团，在其内部气象要素的水平分布比较均匀，垂直分布基本一致，在其控制的区域内，天气气候特征也大致相同。

气团形成条件：

大范围性质比较均匀的下垫面（气团源地）。

使大范围空气能较长时间停留在均匀的下垫面上的环流条件（反气旋）

气团天气

暖气团----稳定气团冷气团----不稳定气团

气团内部多晴好天气冷暖气团交界处多阴雨天气

影响我国大范围天气的主要气团有两个：

变性极地大陆气团和变性热带海洋气团。

其次是极地海洋气团、热带大陆气团和赤道气团。

根据锋两侧冷、暖气团移动方向和结构划分

（1）冷锋

（2）暖锋（3）准静止锋（4）锢囚锋

锋面天气锋面附近的云、雨、风等天气，成为锋面天气。

（四）锋面天气

1、暖锋天气暖锋天气：

锋面过境后的天气升温

2、冷锋天气：

第一型冷锋和第二型冷锋。

根据冷锋的移动速度和天气特征，分为：

第一型冷锋（缓行冷锋）：

移动慢第二型冷锋（急行冷锋）：

移动快

3、准静止锋天气4、锢囚锋天气

气旋和反气旋

气旋低压（气压场）中心气压比周围低气旋（流场）气流逆时针旋转（北半球）气流顺时针旋转（南半球）天气：

多阴雨天气

反气旋

高压（气压场）中心气压比周围高反气旋（流场）气流顺时针旋转（北半球）气流逆时针旋转（南半球）

天气：

多晴朗天气

寒潮寒潮是冬半年，由于强冷空气活动引起的大范围剧烈降温的天气过程。

霜冻：

在植物生长季内，由于土壤表面、植物表面及近地气层的温度降到0℃以下，引起植物体冻伤害的现象

冷害：

是在农作物生长季节，0℃以上低温对作物的损害，往往又称低温冷害。

俗称“哑巴灾”。

冷害对作物的主要危害是降低作物的光合作用强度，减少根系对养分的吸收，影响养分的运转。

使作物的生长器官或生殖器官等幼嫩器官不能正常的生长发育，而产生退化或死亡。

冻害：

作物和果树在越冬期间因遇到0以下低温或剧烈变温所造成的伤害或死亡，称为冻害。

冻害发生条件：

与寒潮活动有关，同长时间不利越冬的条件相联系，具有累计型灾害的特征。

冻害发生时间：

初冬冻害、严冬冻害和早春冻害。

作物的冻害指标：

50%植株死亡的临界致死温度。

霜冻和冻害的区别：

霜冻发生在作物活跃生长期，而冻害发生在作物越冬休眠或缓慢生长期间。

干旱：

干旱是指一个地区长期无雨或缺雨，土壤水分不能满足农作物生长发育的需要，从而导致作物生长受抑、甚至死亡，造成减产或失收的一种农业气象灾害。

按干旱的成因分类：

土壤干旱：

大气干旱：

生理干旱：

黑灾：

洪涝灾害与湿害都是某一地区、在某一时段内的降水量、地表蓄水量、土壤含水量等比常年明显偏多而对农业生产造成的危害。

洪涝和湿害类型：

洪水、涝害、湿害、凌汛、冻涝、空气湿害：

台风的结构台风眼区涡旋区外围大风区

第八章气候

气候系统：

大气圈、水圈、冰雪圈、陆面、生物圈

气候形成的因素：

太阳辐射——大气运动最根本的能源下垫面——大气直接的热源和水源大气环流——双重性质人类活动——释放能量、改变地表特性

洋流：

海水大规模的水平运动称为洋流。

（一）大陆性气候和海洋性气候

海洋性气候气温年、日较差小，夏季凉爽冬季温和降水丰富，全年分配均匀

大陆性气候气温年、日较差大，夏季炎热冬季寒冷降水稀少，集中于夏季，冬季干燥

大陆度：

排除纬度影响后的用于表示气候大陆性的相对气温年较差。

中国气候特征

一、季风显著

1、风向季节变化明显冬季：

盛行西北风或东北风；

夏季：

盛行东南季风或西南季风。

2、季风区温度与降水特点

二、大陆性强

气温的年、日较差大；

冬季寒冷，南北温差悬殊，夏季炎热，全国气温普遍较高。

最冷月多出现1月，最热月多出现在7月。

南北温差冬季大于夏季；

春温高于秋温。

三、温度变化大

（一）温度的空间分布

（二）温度的时间变化1、温度年较差大温度年较差北方＞南方，西部＞东部。

2、春秋温升降北方快于南方春季的增温和秋季的降温，都是北方快于南方，内陆快于沿海。

3、温度日较差自东南沿海向西北内陆增大温度日较差北方春季最大，南方秋季最大

四、降水复杂化

（一）降水的空间分布

（二）降水的时间分配1、降水集中在夏季2、降水变率冬季大于夏季

中国农业气候

一、光能资源包括：

太阳年总辐射量、光合有效辐射、日照时数或日照百分率。

二、热量资源

三、水资源水资源包括年降水量和干燥度。

干燥度（干燥系数）：

表征气候干燥程度的指数。

一地最大可能蒸散量与降水量的比值，反映了某地、某时段水分的收入和支出状况。

界限温度

日平均气温＞0℃持续期：

评定一个地区的农事季节的长短（农耕期）。

日平均气温＞5℃持续期：

一般农作物和多